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混合式教学在液压与气动技术课程中的应用*

2022-10-25周柏健邵秋瞳王汉其张中宝

智库时代 2022年36期
关键词:气动传动液压

周柏健 邵秋瞳 王汉其 张中宝

(广东水利电力职业技术学院)

一、教学分析

液压与气动技术课程是自动控制领域的一门重要课程,课程包括液压传动和气压传动两大部分内容。由于液压传动具备结构简单、压力大,气压传动具备操作方便、环保无污染等特点,被广泛应用于机械、车辆、航空和智能制造等领域[1-4]。液压与气动技术作为高职机电类的一门专业核心课,课程内容理论性较强,而学生多喜欢互联网与高科技软件应用,喜欢观看可视化教学资源,但缺乏空间想象力和创新性。若还采用以课堂讲授为主、无实物教学、考核方式单一的传统授课方式,易导致理论教学脱离实践,难以提升学生的学习兴趣和教学质量。因此,教学改革迫在眉睫。

针对以上情况,诸多学者对液压与气动课程改革进行了研究。吴啸天[5]以溢流阀单极调压回路为例,利用网络共享课程、大学生创新创业项目、院级精品课程等,将信息化技术充分融入到课程教学中,提高了学生学习的主观能动性。刘洋[6]利用“课堂派”教学平台,建立了全面的线上线下考核方法。黄娣[7]采用了组内自评与组间互评的两级考核体系评价方式,提高了学生自主学习的积极性。张庆旭[8]细说了液压实践教学过程中的教学改革,针对学生学习中存在的问题,包括元件认知困难、系统动作过程认知困难,实训内容缺少创新性等问题进行了实践改革,取得了良好的实践教学效果。牛艳娥[9]和陈辉[10]认为,采用项目教学法更能提高教学效果,并系统阐述了项目教学在课程中的应用,使学生在学习理论知识的同时获得技能的提升。刘长志[11]基于工厂实际项目,用专业机床液压系统进行教学,教学过程采用实体教学,以及校内外的实训基地现场实践等教学手段,提高了教学质量。蔡群[12]注重实际和课程间的衔接,对液压与气动技术教学方法进行了一定的探索,取得了一定效果。

从以上学者的研究可以发现,液压与气动技术课程内容繁琐,但学生喜欢实际操作,不喜欢单调无趣的理论知识。因此,在探讨如何提高学生学习兴趣的同时,强化学生认知,以多元化的评价方式鼓励学生成为课堂的主导者,培养学生的工匠精神、团队协作和科学学习方法,是该课程教学模式探索的重中之重。

二、线上线下混合的教学策略

(一)教学设计

为了使学生更轻松、愉快、高效地完成学习任务,教学过程借助职教云平台,围绕典型的液压回路,在一体化教室中采用边讲边练线上线下混合式的教学模式,通过“课前—课中—课后”全过程引导启发式来展开教学,具体安排如表1所示。

表1 “课前—课中—课后”教学设计安排表

(二)教学方法

针对单缸点动液压控制回路等典型液压回路,在一体化教室对学生进行启发式教学。学生通过在一体化教室搭建液压回路及其控制回路,识别液压回路图,掌握液压系统的基本组成和液压传动的基本概念,简单分析基本液压系统的工作过程。

(三)教学资源

为有效解决教学过程中的重点和难点,高效执行本课堂教学策略,学生可利用微课、各类液压与气动系统图、三维动画、三维模型、实物零件、仿真设计软件等多种信息技术手段开展教学活动。同时建设理实一体化教室,其布置图如图1所示,为随讲随练提供硬件支撑。

图1 理实一体化教室布置示意图

三、线上线下混合教学实施过程

(一)课前预习

(1)首先在职教云新增课程,建立液压与气动技术这门课程,结合专业特点,在课程设计中引入《大国工匠》《大国重器》等一系列纪录片,引入传统名著《西游记》《中国劝学诗歌》《红星故事》《国有企业家的发展崛起》等故事,把爱国主义教育、学习强国、科技强国的理念带给学生。

(2)新增班级,建好班级名称、学期和院系,从学校库导入学生,保存好课程邀请码,确保每一位学生都能接收到课程资源,随时随地地在职教云平台进行学习。

(3)在课堂教学下新增今日课堂,标题为单缸点动液压控制回路。

(4)进入课堂教学,在课前环节导入导学视频,如液压传动的基本概念、组成部分、特点以及液压回路相关的动画、视频、三维模型等,让学生有侧重点地进行学习。

(5)布置课前任务,让学生收集液压传动的典型应用系统,以及我国在液压传动方面的创新技术应用,培养学生信息收集加工及表达的能力,增强自信。

(二)课中学练

1.导入

课程导入是整堂课的首要环节,课程导入环节的效果好坏直接影响到整堂课的课堂氛围。本次课程通过展示智能制造生产线工作台的工作场景,展示液压系统的应用与工作原理,并让学生展示搜集到的液压与气动技术在日常生活、工作中的应用,将学习内容与日常生活或接触到的场景进行对接,增强学生的学习兴趣。

2.新课讲授

首先,课程讲授紧紧围绕教学目标展开,以单缸点动液压控制回路为例,首先通过展示单缸点动液压控制回路,播放液压控制回路的工作动画,使学生初步认识液压系统基本组成及工作原理,让学生形成思考习惯,慢慢培养学生分析问题的职业习惯,提升学生的专注度和理解能力。

第二,随讲随练。在一体化教室,将学生分为5-6人为一组,利用pec500型自动化液压综合实训装置(简称PC机),根据液压回路图,在PC机上自己动手实践,将理论与实物结合,提高学生的认知,学以致用。其中PC机包括液压动力元件,如由电动机带动的液压泵;液压控制元件,如三位四通M型电磁换向阀、溢流阀;液压执行元件,如液压缸;液压辅助元件,如油管、线路、油箱;液压传动介质,如液压油;电力控制部分,如开关、中间继电器等。pec500型自动化液压综合实训装置实物图如图2所示。

图2 pec500型自动化液压综合实训装置图

第三,启发式教学。在学生实践操作的过程中,可能会面临大大小小的问题,导致回路连接不成功。如三位四通M型电磁换向阀的进出油口接错,液压缸进油路和回油路接反等。此时,教师需要及时引导学生自己发现问题,并对学生进行启发式教学。通过提出问题:若油管破裂,液压缸是否能继续工作?从而分析油路的走向,引出液压传动的特点和基本概念,进而成功连接回路。

第四,作好总结。在课堂最后5分钟时间里,教师应回顾上课思路,通过推送相关客观测试题,串联知识点,带动学生一起作课堂总结,在职教云课后环节提写关键词,进行课后总结,并对教师的教学进行评价,提出意见和建议。教师通过查看学生评价与学生表现,及时反馈,改进教学方法。

3.课后拓展

课后布置学习任务,让学生以自愿组合为前提,分工合作,以教学中的重难点为主,针对液压传动的基本概念、组成、优缺点和工作原理等为主题,以教师的维度讲解,对课程进行汇报总结,通过EV录屏、剪印等软件拍摄录制10分钟左右的视频,上传到职教云平台。

四、考核评价

在传统教学模式中,课程考核往往采用期末考试作为唯一的考核标准,显然采用这种“一刀切”的方式考核学生,现如今已经不能展现新时代背景下学生的多维度发展。在本研究中,对于《液压与气动技术》课程实施实施多元化的课程考核评价方式,开发课程的知识、能力和素质三维综合评价体系,重点考核本课程所涉及到的基本概念、基础知识、基本分析方法和操作能力,注重对学生综合素质的考察。

本课程考核分为平时考核和期末考核两部分。平时考核评价占总分值的60%,在职教云平台班级信息中进行权重设置,包括课件学习(权重20%)、课堂活动(权重40%)、课后作业(权重15%)和章节考试测试(权重25%)四部分内容。期末考核分值包括期末理论考核(权重40%)和期末技能考核(权重60%)。期末考核主要将考核重点放在对学生的岗位职业能力综合评价上,以平时工作过程表现为主,过程评价与终结评价相结合,占总分值的40%。《液压与气动技术》课程考核权重分配图如图3所示。

图3 《液压与气动技术》课程考核权重分配图

五、教学改革效果

课前利用职教云平台推送教学资源,能够更好地将思政教育融入专业教学。学生通过观看典型液压系统工作视频、动画,自选收集相关资料,了解液压技术的应用,潜移默化地培养学生的工匠精神。

课中采用实物直观教学、在线测验、关键词总结,并增设课堂评价环节,及时掌握学生的学习情况。学生以小组合作的形式在一体化教室进行随讲随练,直面现实情境,提高了学生的自我学习和分析能力,锻炼了学生的动手能力。

课后让学生录制视频,由学生来当“老师”,学生从“我要学”变成了“我乐学”,提高了学生的学习主动性。学生通过录制视频回顾课堂知识,增强了学生对液压技术深入学习的动力,更好地提高了学生的团队协作和教学效果。

通过课前—课中—课后全过程教学,对学生系统地进行多元化的考核评价方式,明确教学目标,更新教学模式,持续地激发学生的学习兴趣,使教学各环节呈现了新的活力。

六、结语

实践证明,采用线上线下混合式教学模式,实施多元化的考核评价,能够有效提高学生的学习兴趣和自我认知,优化教学质量。与此同时,不断丰富和完善线上教学资源,建设完善的一体化教室,为线上线下混合式教学模式提供支撑并增加其吸引力,能促进学生便捷高效地完成学习。

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